井工厂钻井.pdf

“工厂化”钻井方法 “工厂化”钻井方法 ““工工厂厂化化””钻钻井井方方法法 一、“工厂化”钻井定义 斯伦贝谢公司一体化项目管理部门（IPM）北美地区钻机管理组的RonAyllon经理，在 2011年国际钻井承包商协会（IADC）先进钻机技术会议上提出了“工厂化”钻井的概念。 “工厂化”钻井是利用可重复的井眼设计，对井下风险情况的掌握，并使用专门制造的钻机 和专门的钻井技术来进行现场大规模作业情况。斯伦贝谢首先将“工厂化”钻井的方法应用 到油气田现场开发中，它综合了钻井、井场技术以及实时数据控制的全天候远程操作监控中 心，这个过程将已在汽车行业及航空业中使用数十年的工厂化作业模式应用到油气钻井中。 整个油气行业追求的目标是使用现在可用的最好的技术在最短的时间期限内钻完井。而这种 典型的钻井优化过程通过获得经验曲线，建立一个基准，在各个作业过程来实行技术，然后 将每个过程分解为向个阶段并将每个阶段最优化。整个油气行业的各个部门都有自己各个的 目标，而这些目的往往不同的。而现在的目标是通过以最有效的方式来生产油气。目前存在 的挑战是找到一个方法来保证相同的最优化结果，并清除由于使用新的经验曲线、新的作业 人员以及新的系统和钻机而产生作业过程的中断，而且还会影响钻速及生产效益。最理想的 情况是使用相同的作业人员、相同的设备，做同样作业范围的工作，并不断地进行交流和应 用所学习的经验。 工厂化钻井通过部署最好的资源以及专门技能，实现了钻井的最优化。 二、“工厂化”钻井所用的工具和设备 斯伦贝谢与Ultra石油公司共同研发了一种新的策略来解决优化钻井性能的挑战。这项 研究集中在通过一些新技术和规模化的高效管理的模式来实现节约成本和时间，这种新的模 式就是工厂化钻井作业的方法。使用这种方法将钻井时间定为15天。它包括两个要素：一 个是动力旋转钻头+小井眼井旋转导向系统，另一种是作业支持中心来进行远程支持和优化。 1、作业支持中心 作业支持中心提供一个协作式的物理环境，它装配有用于实时分享数据的通信系统，油 藏评价和钻井软件，以及不同领域的各组专家。而这样的中心，斯伦贝谢在全球有50多个， 这样就可以使现场作业人员与其他经验丰富的工程师和地球科学家协同工作，支持井场作业 人员，优化钻井效率及井身结构。 在美国Pinedale Anticline气田由位于佛罗里达州的作业支持中心来对钻井作业提供 支持。作业支持的团队涉及井的整个流程，包括设计、执行以及项目完成后的验收，它工作 重点为通过建立和管理知识和技能来不断地提高井与井之间的效益。主要的服务包括底部钻 具组合和钻进计划，以及使钻井效益最大化。 这个专家组的主要任务是不断地提高实际的钻速，并与期望钻速值相比较。另一个实时 效益指标是机械比能（MSE），它指的是用在钻速上的能量利用率。再加上岩石的抗压强度， 机械比能提供了一种测量钻井工艺效率的方法。机械比能的连续监测为作业支持中心对推荐 使用的钻压奠定了基础。较高的机械比能往往与某一井段处应用的钻头过压同时发生，往往 会引起井壁坍塌，高扭矩以及较低的效率。此外，专家组还将不断地关注从传感器中获得的 工具操作参数和钻井力学指标，这是为了延长底部钻具组合的使用寿命以及实现每次下钻的 目标。 实时钻井作业中心向股东提供相关报告和更新的数据，并作为现场作业人员与多个办公 基地的通信中心。通过斯伦贝谢知识管理系统和现场的指导工程师，可以分享获得的经验以 及最好的实践方法。在用设备进行实时钻井作业，一个作业支持工程师负责监视钻井作业， 为合作提高便利，并帮助钻台经理和现场专家提供当前各口井的实时数据流，并来选择最佳 的钻速和整体性能。通过预测和跟踪最佳的钻井参数并不断地发展知识库。通过这些工作来 使成本效益最大化， 清除作业中物流流程和工作流程中产生的物质废物和工艺废物。优化 了工艺钻具起下钻的速度及工具的灵活性。 2、旋转导向技术 旋转导向技术于1998年首先引入定向钻井市场中，已应用到复杂井、大位移井、海洋 钻井中，其可靠性和高效性使旋旋转导向技术成为一个有成本效益的解决方案。通过对钻井 和底部钻具组合的设计，可以进一步提高钻井性能。现在远程控制已应用到旋转导向系统中， 这样操作的控制就不需在井场进行了。 PowerV旋转导向系统可以在全钻速条件下保持垂直方向控制，而不需